대기권의 높이별 고도, 기압, 온도 변화

대기권의 구성 성분, 고도와 기압의 관계, 그리고 대기권의 구성 층


대류권, 성층권, 중간권, 열권

지구계는 대기권, 생물권, 수권, 지권, 그리고 외권으로 구성되는데
지구과학에서 중요한 것은 대기권과 지권입니다.

오늘은 대기권에 대해 다루어 보겠습니다.
우리가 얘기하는 대기권은 대류권, 성층권, 열권으로 구성됩니다. 

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대기권에 대해 알아보자


대기권의 구성 성분

대기권의 구성 성분은 우리가 평소에 알고 있는 
공기의 성분 비와 거의 유사합니다 

즉, 대기권의 구성 성분은 질소 > 산소 > 아르곤 > 이산화 탄소 순으로 점유 비율이 높습니다. 
이 순서는 '질산아이'라고 외우면 편리합니다.

기압= 공기의 양 = 공기의 밀도

대기압 혹은 기압은 공기의 압력을 뜻하는 단어입니다.

기압은 공기의 양이 많을 수록 (혹은 공기의 밀도가 높을 수록) 
그 수치가 증가합니다. 

이는 공기의 양이 많아 질 수록 공기가 누르는 힘이 강해지기 때문입니다.

다양한 요소가 기압에 영향을 줄 수 있겠지만,
지구에서 기압에 가장 많은 영향을 주는 요소는 높이(고도)입니다. 

지표면 보다 높이 올라갈 수록 일어나는 변화는 다음과 같습니다

고도와 기압의 관계

1)높이 올라갈 수록 기압은 감소
2)높이 올라갈 수록 기압의 변화율도 감소  


대기권의 구성 요소: 대류권, 성층권, 중간권, 열권


대기권은 높이에 따른 온도 변화 경향에 따라 4개의 층으로 나눌 수 있습니다.

지표면에서 높이 올라갈 수록 
온도는 낮아지거나 높아지는 경향을 보입니다. 

이러한 경향이 바뀌는 경계를 권계면이라고 하는데, 
권계면을 기준으로 대기권은 4개의 층으로 나눌 수 있는 것이지요

그 결과 대기권은 지표면과 가까운 순서대로, 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 나눌 수 있습니다.

대기권 특징이미지출처: 네이버 두산 백과


1. 대류권

대류권은 높이 올라갈 수록 온도가 감소하는 특징을 보입니다.

높이 올라갈 수록 지표면에서 나오는 지표 복사 에너지(적외선)가 도달하기 힘들기 때문입니다.

따라서 대류권은 불안정한 층입니다. 
대류현상이 위 아래로 활발하게 일어나기 때문입니다.

대류권계면은? 

대류권계면이란 대류권과 성층권의 경계입니다. 
이는 지구 과학에서 주로 다루는 개념입니다.

대류 권계면의 높이는 온도가 높을 수록 높아집니다.

일반적으로 공기는 온도가 높을 수록 팽창하기 때문에, 
대류권이 차지하는 구역이 넓어집니다. 

그래서 대류권계면은 시간적으로는 온도가 높은 여름에, 
지역적으로는 적도 부근에서 그 높이가 더 높습니다.


2.성층권

성층권은 오존(O3)이 만들었다고 해도 과언이 아닙니다.

성층권은 높이 올라갈 수록 온도가 올라가는 특징을 보입니다. 
그래서 매우 안정하고, 대류현상도 일어나지 않는다.

특히, 성층권에는 오존의 농도가 다른 지역보다 상대적으로 매우 밀집된 오존층이 존재합니다. 

오존층은 고도 20~30 km 부근에 존재하는데,
오존은 자외선을 흡수하는 성질이 있습니다. 

오존에 의해 흡수된 자외선은 주변의 온도를 높일 수 있습니다. 
그래서 태양에 가까워 질 수록 
태양복사에너지(자외선)의 영향을 더 받아 온도가 높아지는 것이입니다.


3.중간권

중간권 부터는대류권과 마찬가지로 높이 올라갈 수록 온도가 내려갑니다.

성층권 처럼 태양복사에너지를 흡수해줄 
오존층이 존재하지 않기 때문입니다.

높은 곳이 뜨겁고 낮은 곳이 차갑기 때문에 이를 뒤집기 위해 대류현상이 활발히 일어납니다.

하지만 중간권에는 물이 존재하지 않아 
구름, 눈, 비와 같은 기상현상은 일어나지 않습니다.  

4.열권

열권에 도달하면 높이 올라갈 수록 온도가 상승합니다

높이 올라갈 수록 태양과 가까워 지기 때문입니다.

높이 올라갈 수록 온도가 높아, 대류현상이 일어나지 않고 매우 안정합니다. 

또한, 열권은 공기의 양이 제일 적은 층입니다. 
그래서 일교차가 매우 크죠. 

일교차에 대해 언급하자면, 
대기권에서 높이 올라갈 수록 공기의 양은 적어지고 
일교차가 커진다는 것을 알아둡시다.

설명을 마치기 전에, 열권의 대표적인 특징 2가지를 알려드리겠습니다.
바로 전리층과 오로라 현상 입니다. 

전리층과 오로라 현상에 대해 구체적으로 알 필요는 없지만
열권에서 발생하는 특이 현상인 것은 알아둡시다. 

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